操作符重载是c++中为自定义类型赋予运算符新行为的机制,通过定义以operator开头的函数实现,可使用成员或非成员函数形式,使类对象能像基本类型一样使用+、-、==、<<等运算符,提升接口直观性与易用性。

在C++中,重载操作符是一种让自定义类型(如类或结构体)支持像基本数据类型一样使用运算符的机制。通过操作符重载,你可以为+、-、==、<<等运算符赋予新的含义,使其适用于你定义的类对象。
什么是操作符重载
操作符重载允许你为已有的运算符指定新的行为,只要至少有一个操作数是用户自定义类型。例如,可以让两个Complex(复数)对象相加:
Complex a(1, 2), b(3, 4);
Complex c = a + b; // 使用重载的 + 运算符
这比调用一个名为add()的成员函数更直观。
重载操作符的基本语法
操作符重载通过定义一个特殊的函数实现,函数名以operator关键字开头,后接要重载的符号。有两种实现方式:成员函数和非成员函数(常为友元)。
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1. 成员函数方式
适用于左操作数是当前类对象的情况,比如a + b中a是当前类对象。
class Complex {
double real, imag;
public:
Complex(double r, double i) : real(r), imag(i) {}
Complex operator+(const Complex& other) const {
return Complex(real + other.real, imag + other.imag);
}
};
2. 非成员函数方式(常配合友元)
用于需要对称操作或左操作数不是类对象的情况,如cout << obj。
class Complex {
double real, imag;
public:
Complex(double r, double i) : real(r), imag(i) {}
friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Complex& c);
};
std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Complex& c) {
os << c.real << “+” << c.imag << “i”;
return os;
}
常见可重载的操作符
以下是一些常用且适合重载的操作符:
-
+ - * / %:算术运算符 -
== != < > <= >=:比较运算符 -
<< >>:输入输出流操作符(必须是非成员函数) -
[]:下标访问(通常作为成员函数) -
():函数调用操作符 -
=:赋值操作符(建议显式定义深拷贝) -
++ --:前置和后置递增/递减
例如,重载前置++:
Complex& operator++() {
++real;
return *this;
}
重载后置++(需加一个int哑元):
Complex operator++(int) {
Complex old(*this);
++real;
return old;
}
注意事项与建议
虽然操作符重载很强大,但应遵循一些原则避免误用:
- 不要改变操作符的原有语义。例如
+应该表示“相加”,而不是“清空对象” - 尽量保持操作符的自然直觉性
- 某些操作符只能作为成员函数重载,如
=、[]、()、-> - 对于对称操作(如
+),使用非成员函数可以支持隐式转换 - 输出操作符
<<通常声明为友元,以便访问私有成员
基本上就这些。掌握操作符重载能让你的类接口更自然、易用,但关键是合理使用,别为了炫技而破坏代码可读性。